JP6401603B2 - Ｘ線透視イメージングシステム - Google Patents

Description

本発明は、非破壊検査や透視イメージングにおいて高エネルギー電子加速器によって生成される高エネルギーX線による透視イメージングを実行するシステム、及び、大規模コンテナ検査、車両検査、航空貨物検査、列車検査等用のセキュリティ検査装置、並びに特に、高エネルギーX線源を用いることによって少なくとも2つのチャネル内で複数の対象物について同時に透視イメージングを実行するシステムに関する。

Ｘ線は、工業用非破壊検査、セキュリティ検査などの分野において広く用いられている。大規模被検査対象物−たとえば、ボイラー、航空機エンジン、空港／鉄道／税関における大量貨物、自動車／トラック／コンテナ／列車の貨物全体等−に対して、通常は２ＭｅＶより高いエネルギーを持つ電子加速器を使用することにより発生する高エネルギーＸ線が、これらの透視検査には必要である。電子加速器によってＸ線を発生させる基本的な方法は、電子銃を用いて電子ビームを発生させる段階、電場を用いることによって高エネルギーを獲得するように電子ビームを加速する段階、及び、ターゲットに衝突するように高エネルギー電子ビームを用いることによってＸ線を発生する段階を有する。高エネルギーＸ線透視イメージングシステムは、Ｘ線の高侵入能力を利用する。Ｘ線が被検査対象物に侵入するとき、Ｘ線の強度は低下し、どの程度低下するのかは、被検査対象物の密度、形状、厚さ、材料などに関連する。対象物を通過した後のＸ線の強度情報は、検出器を用いて獲得される。その後被検査対象物の情報−たとえば形状、構造、さらに物質材料等−を反映する透視画像が、信号処理、アルゴリズム解析、画像再構成などのようなプロセスを経て獲得される。よって目的−たとえば構造解析、欠陥検出、貨物チェック、危険物認識、密輸品検査等−達成され得る。

大規模貨物用検査システムは2つの種類に分類される。一の種類は高エネルギーX線源を用いるもので、他の種類は同位体放射線源を用いるものである。高エネルギーX線源を用いるシステムは一般的に、2MeV超のエネルギーを有する電子加速器を用いてターゲットに衝突させることによってX線を発生させる。現在、NUCTECH社が、世界中のこの技術の応用における先導的企業の一つであり、かつ、大量の特許と成熟した製品を保有している。同位体放射線源を用いるシステムは一般的に、線源として放射性同位体コバルト60(Co-60)によって発生するγ線を利用する。γ線のエネルギーはそれぞれ1.17MeVと1.33MeVである。コバルト60を利用する大規模貨物用検査システムでは、一方では、放射線のエネルギーが低く、侵入エネルギーが限られ、かつ、チェック可能な対象物の体積が限られていて、他方では、コバルト60は5.27年の固有半減期を有するので、線源はある期間後に取り替えられなければならず、さもなければ線源強度の低下によって画質が劣化する。コバルト60を利用する大規模貨物用検査システムは、コバルト60の固有放射能に起因する安全管理上の多くの問題を有する。これは、電源がオンでかつビームが生成されているときにしかX線が発生せず、かつ、ビームが停止しているか又は電源がオフのときには安全である電子加速器システムとは対照的である。従って現在の大規模貨物検査システムの90%超は高エネルギーX線源を利用している。

従来技術では、高エネルギーX線のすべての用途は、透視イメージングを実行するように標的に衝突する電子ビームの前でX線ビームを取得し、かつ、可能な限り最高のエネルギー及び最大の強度を有するX線の一部を利用する。一般的には1つの検査チャネルしか有していないシステムでは1本のX線ビームしか取り出されないので、検査速度は遅く、かつ、効率も低い。

特許文献1は、コバルト60によって発生するγ線が線源として用いられ、かつ、左側と右側に存在する2つのゲート型構造検査チャネルが2つのL字型検出器によって構成されることで、「検出通過率が2〜4倍改善される」ことが実現され得るシステムを開示している。コバルト60γ線源は、使用及び処理−たとえばシャッター装置等−において特徴を有し、かつ、たとえば低エネルギー、侵入深さが限られること、固有崩壊が短いこと、寿命が短いこと−周期的な取り替えを必要とする−、長期の放射線、安全管理における大きな困難等といった短所を有する。

中国特許第2840027Y号明細書 中国特許第101210895号明細書 中国特許第101435783号明細書

従来技術における欠点の観点から、本発明は、少なくとも2つのチャネル内で複数の対象物に対して同時に透視イメージングを実行するために、電子加速器が線源として用いられ、かつ、少なくとも2つのX線ビームが少なくとも2つのコリメータによってそれぞれ得られるシステムを供する。特に本発明は、少なくとも2つのチャネル内で複数の対象物に対して同時に透視イメージングを実行するために、高エネルギー電子加速器が線源として用いられ、かつ、2つのX線ビームが2つの横方向位置において2つのコリメータによってそれぞれ得られるシステムを供する。従来技術と比較して、当該システムは、たとえば低コスト、高速、多機能、高画質、及び高い安全性等の利点を有する。

本発明は、電子加速器、遮蔽コリメータ装置、少なくとも2つの検出器アレイを有する、少なくとも2つの検査チャネル内での複数の対象物の透視イメージング用X線透視イメージングシステムを供する。前記電子加速器は、電子放出ユニット、電子加速ユニット、及び標的を有する。前記遮蔽コリメータ装置は、遮蔽構造、及び、前記少なくとも2つの検出器アレイにそれぞれ対応する少なくとも2つのコリメータを有する。前記少なくとも2つの検出器アレイの各々、この検出器アレイに対応する前記コリメータ、及び、前記電子ビームによって標的とされる標的地点は、ある面内に設けられる。

さらに本発明は、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムを供する。当該二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、高エネルギー電子加速器、遮蔽コリメータ装置、第1検査チャネル、第2検査チャネル、第1検出器アレイ、第2検出器アレイ、電力供給及び制御サブシステム、並びに、信号解析及び画像処理サブシステムを有する。前記高エネルギー電子加速器は、電子放出ユニット、電子加速ユニット、及び標的を有し、かつ、2MeV超のエネルギーを有する電子ビームを生成する。前記遮蔽コリメータ装置は遮蔽構造及び少なくとも2つのコリメータを有する。前記コリメータのうちの2つはそれぞれ、前記電子ビームの軸の両側に設けられる。前記第1検査チャネルと前記第2検査チャネルはそれぞれ、前記電子加速器の両側に設けられる。前記第1コリメータ、前記第1検出器アレイ、及び前記電子ビームによって標的とされる標的地点は第1平面内に設けられる。前記第2コリメータ、前記第2検出器アレイ、及び前記電子ビームによって標的とされる前記標的地点は第2平面内に設けられる。

さらに本発明は、上述のX線透視イメージングシステム又は上述の二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムを有する車両を供する。

さらに本発明は、集合静止型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムを供する。当該集合静止型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、上述の二重チャネル高エネルギー透視イメージングシステムを有し、さらに装置チャンバ、少なくとも1つの搬送装置、第1検出器アーム支持体、第2検出器アーム支持体、及び、制御チャンバを有する。前記装置チャンバは前記第1検査チャネルと前記第2検査チャネルとの間の床に固定される。前記装置チャンバ内部には前記電子加速器と前記遮蔽コリメータ装置が載置されている。前記少なくとも1つの搬送装置は、前記第1検査チャネル及び/又は前記第2検査チャネル内に載置され、かつ、設定速度で前記X線によって放射される領域を通り抜けるように前記対象物を引き込むのに用いられる。前記第1検出器アーム支持体は前記第1検査チャネルの外部に設けられる。前記第1検出器アーム支持体では、前記第1コリメータが設けられる前記第1平面内に設けられるように第1検出器アレイが載置される。前記第2検出器アーム支持体は前記第2検査チャネルの外部に設けられる。前記第2検出器アーム支持体では、前記第2コリメータが設けられる前記第2平面内に設けられるように第2検出器アレイが載置される。前記制御チャンバ内には、電力供給及び制御サブシステム並びに信号解析及び画像処理サブシステムが載置される。

さらに本発明は車両移動型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムを供する。当該車両移動型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、上述の二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムを有し、さらにシャシを有する。前記シャシ上には、少なくともX線源キャビン、装置キャビン、操作キャビン、第1アーム支持システム、及び第2アーム支持システムが載置されている。前記電子加速器及び前記遮蔽コリメータ装置は前記X線源キャビン内に載置される。第1X線ビームが、前記第1コリメータによって前記シャシの一の面へ向かうように取り出される。第2X線ビームが、前記第2コリメータによって前記シャシの他の面へ向かうように取り出される。前記第1アーム支持システムは前記第1検出器アレイを有する。前記第1アーム支持システムの動作状態では、前記第1アーム支持システムは、前記シャシの一の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第1検出器アレイは、前記第1コリメータが設けられる前記第1平面内に設けられる。前記第1アーム支持システムの非動作状態では、前記第1アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納される。前記第2アーム支持システムは前記第2検出器アレイを有する。前記第2アーム支持システムの動作状態では、前記第2アーム支持システムは、前記シャシの他の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第2検出器アレイは、前記第2コリメータが設けられる前記第2平面内に設けられる。前記第2アーム支持システムの非動作状態では、前記第2アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納される。電力供給及び制御サブシステム並びに信号解析及び画像処理サブシステムは前記装置キャビン内に載置される。前記操作キャビン内には、システム操作用装置及び事務作業室が載置される。

さらに本発明は車両型二重チャネル二重エネルギー二重視野角高エネルギーX線透視イメージングシステムを供する。当該車両型二重チャネル二重エネルギー二重視野角高エネルギーX線透視イメージングシステムは、上述の二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムを有し、さらにシャシを有する。
前記シャシ上には、少なくともX線源キャビン、装置キャビン、操作キャビン、第1アーム支持システム、第2アーム支持システム、第3アーム支持システム、及び第4アーム支持システムが載置されている。前記電子加速器及び前記遮蔽コリメータ装置は前記X線源キャビン内に載置される。それぞれ異なるエネルギーと角度を有する第1X線ビームと第3X線ビームがそれぞれ、前記第1コリメータと前記第3コリメータによって前記シャシの一の面へ向かうように取り出される。第2X線ビームと第4X線ビームが、前記第2コリメータと前記第4コリメータによって前記シャシの他の面へ向かうように取り出される。前記第1アーム支持システムは第1低エネルギー検出器アレイを有する。前記第1アーム支持システムの動作状態では、前記第1アーム支持システムは、前記シャシの一の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第1低エネルギー検出器アレイは、前記第1コリメータが設けられる前記第1平面内に設けられる。前記第1アーム支持システムの非動作状態では、前記第1アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納される。前記第3アーム支持システムは第1高エネルギー検出器アレイを有する。前記第3アーム支持システムの動作状態では、前記第3アーム支持システムは、前記シャシの他の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第1高エネルギー検出器アレイは、前記第3コリメータが設けられる第3面内に設けられる。前記第3アーム支持システムの非動作状態では、前記第3アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納される。電力供給及び制御サブシステム並びに信号解析及び画像処理サブシステムは前記装置キャビン内に載置される。前記シャシと共に前記第1アーム支持システム及び前記第3アーム支持システムによって構成される2つの「ゲート型」構造−一の構造はは他の構造の前方に位置する−は、前記第1検査チャネルを構成する。前記第2アーム支持システムは第2低エネルギー検出器アレイを有する。前記第2アーム支持システムの動作状態では、前記第2アーム支持システムは、前記シャシの一の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第2低エネルギー検出器アレイは、前記第2コリメータが設けられる前記第2平面内に設けられる。前記第2アーム支持システムの非動作状態では、前記第2アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納される。前記第4アーム支持システムは第2高エネルギー検出器アレイを有する。前記第4アーム支持システムの動作状態では、前記第4アーム支持システムは、前記シャシの他の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第2高エネルギー検出器アレイは、前記第4コリメータが設けられる第4面内に設けられる。前記第4アーム支持システムの非動作状態では、前記第4アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納される。前記シャシと共に前記第2アーム支持システム及び前記第4アーム支持システムによって構成される2つの「ゲート型」構造−一の構造は他の構造の前方に位置する−は、前記第2検査チャネルを構成する。電力供給及び制御サブシステム並びに信号解析及び画像処理サブシステムは前記装置キャビン内に載置される。

本発明は、電子加速器、遮蔽コリメータ装置、少なくとも2つの検出器アレイ、並びに、様々な機械複合構造の設計によって、1つだけの電子加速器、少なくとも2組のX線ビーム、及び少なくとも2組の検出系を用いることで少なくとも2つのチャネル内で複数の対象物の透視イメージングを同時に実行することができる。本発明は次の利点を有する。前記少なくとも2つのチャネルが同時に検査されること、高速であること、1つの電子加速器しか用いられないこと、前記構造が単純なこと、及び、低コストなことである。コバルト60の代わりに、前記電子加速器が前記線源として用いられる。セキュリティの信頼性が高まる。より多くのX線ビームの組が、前記コリメータの設計によって取り出され得る。前記透視イメージングの階層的視認可能性を可能にする二重視野角が実現され得る。様々なエネルギーのX線ビームが、前記複数の対象物の材料認識を実現するように取り出されて良い。多機能の二重チャネル/二重エネルギー/二重視野角高エネルギーX線透視イメージングシステムが実現され得る。さらに本発明における前記X線ビームは、該X線ビームの平面扇形形状の領域内において多数の利点−たとえば小さなエネルギー拡がり、均一な強度分布、小さな標的地点、及び、大きな角度での取り出しが可能になること等−を有する。当該X線透視イメージングシステムの画質は改善され得る。本発明によるX線透視イメージングシステムは、静止型、集合型、トラック移動型、又は車両移動型等の特定形態で設計されて良く、かつ、複数の利点−たとえば単純な構造、低費用、強力な機能、良好な画質等−を有する。

本発明の実施例による二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの構造を表す概略図である。 本発明の実施例による電子加速器と遮蔽コリメータ装置の構造を表す概略図である。 本発明の実施例による断面の構造を表す概略図である。 本発明の実施例による二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムのレイアウトを表す概略図である。 (A)-(E)は、本発明の実施例による様々な形状を有する複数の検出器アレイの構造及び配置方法を表す概略図である。 本発明の実施例による結合静止型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの構造を表す概略図である。 本発明の実施例による車両移動型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの構造を表す概略図である。 本発明の実施例による車両移動型二重チャネル/二重エネルギー/二重視野角高エネルギーX線透視イメージングシステムの構造を表す概略図である。

図1、図2、及び図3に図示されているように、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、電子加速器1、遮蔽コリメータ装置2、第1検査チャネル3、第2検査チャネル4、第1検出器アレイ5、第2検出器アレイ6、電力供給及び制御サブシステム7、並びに、信号解析及び画像処理サブシステム8を有する。高エネルギー電子加速器1は、電子放出ユニット101、電子加速ユニット102、及び標的103を有し、かつ、2MeV超のエネルギーを有する電子ビームEを生成する。遮蔽コリメータ装置2は、遮蔽構造201及び少なくとも2つのコリメータ202aと202bを有する。2つのコリメータはそれぞれ、電子ビームEの軸の両側に設けられている。第1検査チャネル3と第2検査チャネル4はそれぞれ電子加速器1の両側に設けられている。第1コリメータ202a、第1検出器アレイ5、及び電子ビームEによって標的とされる標的地点は第1平面内に設けられている。第2コリメータ202b、第2検出器アレイ6、及び電子ビームEによって標的とされる標的地点は第2平面内に設けられている。

第1平面と第2平面はそれぞれ、電子ビームEの軸に対して第1角度と第2角度をなす。好適には第1角度及び/又は第2角度は30°〜150°の角度範囲を有する。均一な強度分布を有する第1X線ビームと第2X線ビームはそれぞれ、第1平面と第2平面内で取り出される。

好適には第1角度と第2角度の大きさは等しく、かつ、第1X線ビームと第2X線ビームは面対称である。

好適には、電子加速器の軸と第1検査チャネルとのなす角度及び電子加速器の軸と第2検査チャネルとのなす角度はいずれも60°未満である。より好適には電子加速器の軸は、第1検査チャネル及び第2検査チャネルに対して平行である。電子加速器1の軸Lと検査チャネルとの間で角度が生成される場合が図4に図示されている。

本発明の好適実施例によると、第1平面1と第1チャネル3との間で生成される角度及び第2平面2と第2チャネル4との間で生成される角度はいずれも45°よりも大きい。好適には第1平面1と第1チャネル3との間で生成される角度及び第2平面2と第2チャネル4との間で生成される角度はいずれも90°である。角度γ1が第1平面1と第1チャネル3との間で生成され、かつ、角度γ2が第2平面2と第2チャネル4との間で生成される場合が図1に図示されている。

図1は、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの概略的構造を表している。軸Lを有する高エネルギー電子ビームEが、電子加速器1によって生成され、その後標的に衝突する。立体角4πで放射されるX線が標的地点Oで生成される。ほとんどのX線は、標的地点Oを取り囲む遮蔽コリメータ装置2によって遮蔽及び吸収される。平面扇形形状の第1X線ビームX1及び平面扇形形状の第2X線ビームX2がそれぞれ、電子ビームの軸Lの各異なる側に設けられる2つのコリメータ202aと202bによって取り出される。第1検査チャネル3及び第2検査チャネル4はそれぞれ、電子加速器1の両側に設けられている。電子加速器1は第1検査チャネル及び第2検査チャネルに対して平行である。標的地点O、第1コリメータ202a、第1検出器アレイ5は、第1平面1内に設けられている。角度γ1は第1平面1と第1検査チャネル3との間に生成される。標的地点O、第2コリメータ202b、第2検出器アレイ6は、第2平面2内に設けられている。角度γ2は第2平面2と第2検査チャネル4との間に生成される。X1とX2は、第1検査チャネル3と第2検査チャネル4内の複数の対象物9の様々な位置を同時に透過する。X線強度はそれぞれ異なる程度に弱められ、かつ、それぞれ第1検出器アレイ5及び第6検出器アレイ6によって受け取られる。第1検出器アレイ5及び第6検出器アレイ6による基本処理の後、X線強度を反映する信号が、信号解析及び画像処理サブシステム8へ伝送される。X線が侵入する2つのチャネル内の複数の対象物9の2つの断面を反映する透視画像が、たとえば信号解析、アルゴリズム計算、及び画像構築等の後に取得される。動作過程では、対象物9が、X線透視イメージングシステムに対して運動し続けている場合、つまり対象物の各部分が2つの検査チャネル内のX線透視領域を順次通過する場合、2つの検査チャネル内の対象物の2つの完全な透視画像を得ることができる。前記2つの完全な透視画像のうちの一は、第1検査チャネル内の対象物へ侵入する第1X線によって得られ、かつ、第1検出器アレイ5によって受け取られる第1透視画像である。前記2つの完全な透視画像のうちの他は、第2検査チャネル内の対象物へ侵入する第2X線によって得られ、かつ、第2検出器アレイ6によって受け取られる第2透視画像である。

図2は、本発明の実施例による電子加速器及び遮蔽コリメータ装置の具体的構造を表している。電子加速器1は、電子放出ユニット101、電子加速ユニット102、及び標的103を有する。電子放出ユニットは電子ビームEを生成する。電子加速ユニットは、高エネルギー電子ビームとなるように電子ビームEを加速する。電子ビームの軸Lは電子加速器1の軸とも呼ばれる。標的には高エネルギー電子ビームが衝突する。すべての角度で空間へ放射されるX線が標的地点Oにて生成される。遮蔽コリメータ装置2は、標的を取り囲み、かつ、遮蔽構造201及びコリメータ202によって構成される。コリメータ202は2つのコリメータ（図2に図示されているように202aと202b）を有する。2つのコリメータはそれぞれ、電子ビームEの軸Lの両側に設けられている。コリメータ202aは電子ビームから角度θ1偏向して平面扇形形状の第1X線ビームX1を導く。コリメータ202bは電子ビームから角度θ2偏向して平面扇形形状の第2X線ビームX2を導く。θ1とθ2は、各異なる方向での電子ビームの軸Lからの偏向で、かつ、図示する上での便宜を考慮していずれについても「正の」角度と定義される。図2では、θ1とθ2の大きさは等しく、かつ、θ1とθ2は対称性を有する。係る配置は、各X線ビームの強度の容易な制御（たとえばX線ビームの強度を等しくすること）を可能にし、かつ、各検査チャネルの配置を容易にする。

図3は、図2に図示されているようにθ1=θ2=90°である場合に対応する遮蔽コリメータ装置の断面図を表している。標的地点Oは遮蔽コリメータ装置によって取り囲まれている。標的地点で発生するX線のほとんどは遮蔽構造201によって遮蔽及び吸収される。平面扇形形状のX線ビームだけが、コリメータ202のスリットを介して導かれ得る。視野角の大きさ、開口部の位置、及びスリットの厚さは、平面扇形形状のX線ビームの形状分布を決定する。好適には、X線ビームは2mmの厚さ（つまり図2におけるコリメータ202aと202bのスリットの厚さ）、及び、90°の合計視野角（水平面(0°)に対して下方の視野角15°（-15°）と上方の視野角75°(+75°)を含む）を有する。第1X線ビームX1と第2X線ビームX2は左右対称である。

図4は、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの概略的レイアウトを表している。角度β1が第1検査チャネル3と電子加速器1の軸Lとの間に生成される。角度β2が第2検査チャネル4と電子加速器1の軸Lとの間に生成される。β1又はβ2が大きくなることで、第1検査チャネル3と第2検査チャネル4はすぐに結合する。結合することで、対象物の輸送が容易にならず、システムの検査効率に影響が及ぶ。従って本発明の好適実施例では、β1<60°、β2<60°で、好適にはβ1=β2=0である。つまり第1検査チャネル、第2検査チャネル、及び電子加速器は互いに平行である。

図1では、角度γ1が第1平面1と第1チャネルとの間に生成され、かつ、角度γ2が第2平面2と第2チャネルとの間に生成される。γ1又はγ2が小さくなることで、第1平面1又は第2平面2内でのX線経路は長くなり、一方では検出器の数が増えることで、コストが増大し、他方では、視野角が斜めになりすぎて、画像再構成の階層効果が影響を受ける。従って本発明では、γ1とγ2はいずれも45°よりも大きく、好適には約90°である。

本発明の好適実施例では、検出器アレイ5,6は、複数の検出器で構成される線形配置、区分化された線形配置、標準的なL字配置、又はC字配置である。

本発明の好適実施例では、検出器アレイ5,6は、1列以上の列で配置される複数の検出器で構成される。

図5(A)-図5(E)は、複数の種類の検出器アレイの様々な形状及び様々な配置を表している。

図5(A)は、検出器アレイが区分化された線形形態で配置された場合を表している。第1検出器アレイは、第1検出器アレイの上部51と第1検出器アレイの側部52を含む2つの線形部分に分割される。同様に第2検出器アレイ6は、第2検出器アレイの上部61と第2検出器アレイの側部62を含む2つの線分に分割される。標的地点Oから発生するX線は、2つのコリメータによって平面扇形形状の第1X線ビームX1及び平面扇形形状の第2X線ビームX2として導かれる。X1及びX2はそれぞれ、対象物へ侵入し、かつ、第1検出器アレイ又は第2検出器アレイによって受け取られる。検出器アレイと標的地点によって生成される扇形形状の領域は、対象物9の断面を完全に覆うことができる。係る構造を備える検出器アレイは、単純な構造を有し、かつ、載置及び固定が容易である。

図5(B)は、検出器アレイが標準的なL字形状に配置される場合を表している。第1検出器アレイ5は、2つの垂直な線分に分割される。上部の“−”線分は第1検出器アレイの上部で、かつ、側部の”|”部分は第1検出器アレイの側部である。同様に第2検出器アレイ6もまた、第2検出器アレイの上部61としての“−”線分、及び、第2検出器アレイの側部62としての”|”部分に分割される。標的地点Oから発生するX線は、2つのコリメータによって平面扇形形状の第1X線ビームX1及び平面扇形形状の第2X線ビームX2として導かれる。X1及びX2はそれぞれ、対象物へ侵入し、かつ、第1検出器アレイ又は第2検出器アレイによって受け取られる。検出器アレイと標的地点によって生成される扇形形状の領域は、対象物9の断面を完全に覆うことができる。係る構造を備える検出器アレイは、単純で規則的な構造を有し、かつ、折りたたみ可能な構造としての形成が容易である。

図5(C)は、検出器アレイがC字形状に配置される場合を表している。第1検出器アレイ及び第2検出器アレイはそれぞれ2つの弧上に設けられている。2つの弧は、円の中心として標的地点Oをとって良い。標的地点Oから発生するX線は、2つのコリメータによって平面扇形形状の第1X線ビームX1及び平面扇形形状の第2X線ビームX2として導かれる。X1及びX2はそれぞれ、対象物へ侵入し、かつ、第1検出器アレイ又は第2検出器アレイによって受け取られる。検出器アレイと標的地点Oによって生成される扇形形状の領域は、対象物9の断面を完全に覆うことができる。係る構造を備える検出器アレイでは、各検出器から標的地点までの距離は同一で、コリメータによって導かれるX線ビームはすべての角度において均一な強度分布を有するので、各検出器によって受け取られる初期のX線信号は同一である。従って同一の増幅率を有する検出器が、第1検出器アレイ及び第2検出器アレイを構成するように選ばれて良い。これによりシステムの単純化及びコスト削減が容易になる。

図5(D)は、検出器アレイの配置がX線の方向において観測される場合を表している。検出器アレイは、1列以上の列を構成するように配置された複数の検出器を有して良い。検出器が2列以上の列を構成するように配置されるとき、検出器は並置又は千鳥状に配置されて良い。2列以上の検出器が用いられる場合、検出器のコストは増大するが、各回で取得される対象物の断面の厚さ（スライス数とも呼ばれる）も数倍増大し、かつ、システムの検査速度は数倍改善され得る。

図5(E)は、各位置での検出器の端面がX線に対して垂直な場合を表している。X線透視イメージングシステムでは、すべての検出器は一般的に前面でX線を受ける。つまりすべての検出器は、端面が標的地点に対向するように配置される。

本発明の実施例によると、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムはさらに、第1検出器アーム支持体10aと第2検出器アーム支持体10bを有する。第1検出器アーム支持体10aと第2検出器アーム支持体10bは、検出器を載置及び固定し、並びに、上述した線形配置、区分化された線形配置、標準的なL字配置、又はC字配置を構成するのに用いられる。検出器アーム支持体は、管形状であって良く、かつ、内部に載置された検出器を保護し得る。検出器アーム支持体は、検出器の端面へX線が直接到達するのを妨害しないように、検出器の端面に対応する位置に開口部を有する。

本発明の実施例によると、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムはさらに装置チャンバ13を有する。装置チャンバ13内には、電子加速器等のような装置が載置及び固定される。装置チャンバ13は、提供されたX線装置の動作及び管理の状態に応じるように、適切な温度及び湿度の動作環境を与える。装置チャンバは、様々なキャビン−たとえばコンテナから転換された装置キャビン−であって良く、かつ、一時的な建物又は備え付けの建物であって良い。

本発明の実施例によると、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムはさらに、システムのオペレータ用に装置の操作を行うための適切な場所を提供する制御チャンバ14をさらに有する。制御チャンバは、様々なキャビン−たとえばコンテナから変換された装置キャビン−であって良く、かつ、一時的な建物又は備え付けの建物であっても良い。

本発明の実施例によると、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、第1検出器アーム支持体10aと第2検出器アーム支持体10bの接続及び固定に用いられる接続固定装置11をさらに有する。あるいはその代わりに、第1検出器アーム支持体10aと第2検出器アーム支持体10bは、装置チャンバ13に固定した状態で接続される。そのとき第1検出器アレイ5は第1平面1内に設けられ、かつ、第2検出器アレイ6は第2平面2内に設けられる。二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの全断面は、π字形状、Ｍ字形状、又はΩ字形状を有する構造を示す。

本発明の実施例によると、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、それぞれ第1検出器アーム支持体10aと第2検出器アーム支持体10bを床に固定し、かつ、検出器アーム支持体の位置と開口部の方向を自在に調節する第1調節可能固定装置15aと第2調節可能固定装置15bをさらに有する。そのとき第1検出器アレイ5は第1平面1内に設けられ、かつ、第2検出器アレイ6は第2平面2内に設けられる。二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの全断面は、「III」字形状を有する構造を示す。

本発明の実施例によると、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、第1搬送装置16aと第2搬送装置16bをさらに有する。第1搬送装置16aと第2搬送装置16bは、それぞれ第1検査チャネルと第2検査チャネル内に設けられ、かつ、X線が放射される第1平面と第2平面を設定速度で通過するように対象物9を引き込むのに用いられる。搬送装置は、様々な搬送形態−たとえばベルト、ローラー運搬機、鎖、輪、牽引棒等−のうちの一つ又は二つであって良い。

本発明の実施例によると、二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、オペレータ及び公衆の安全を保証するように、X線が対象物へ侵入するときに生成される反射線と散乱線を遮蔽するため、第1散乱防止シールド12aと第2散乱防止シールド12bをさらに有する。コリメータのそばに位置する散乱防止シールドは、X線の通過を可能にするコリメータに対応する位置に縞状の開口部を有する。検出器のそばに位置する散乱防止シールドは、検出器アーム支持体の後方に位置する。

本発明の実施例によると、二重高エネルギーX線透視イメージングシステムは、対象物の断面の任意の部分が第1X線ビーム又は第2X線ビームの範囲内に属するように対象物を持ち上げる傾斜台をさらに有する。

本発明の実施例による二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの2つの検出器アレイの種類、個数、配置型、配置構造は、同一であっても良いし、又はそれぞれ異なっても良いことに留意して欲しい。

本発明の実施例による二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの遮蔽コリメータ装置では、より多くのX線ビームを供するように、より多くのコリメータが各検査チャネルに対向するように設けられて良い。それにより複数の視野角又は複数のエネルギーを有するX線透視イメージングシステムが、各検査チャネル内に形成され得ることに留意して欲しい。

本発明の実施例による二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムに関しては以下のことに留意して欲しい。システムの各部分は、備え付けのシステムを構成するように床上に配置されて良い。あるいはその代わりに、部分的に移動可能なシステムを構成するように、システムの一の部分は床上に固定され、かつ、システムの他の部分は短距離移動可能装置上に配置されて良い。あるいはその代わりに、システムは、車両型移動システムを構成するように、全体が長距離移動が可能なシャシ上に配置されて良い。

図6は、結合静止型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの例を表している。

結合静止型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、電子加速器1、遮蔽コリメータ装置2、第1検査チャネル3、第2検査チャネル4、第1検出器アレイ5、第2検出器アレイ6、電力供給及び制御サブシステム7、信号解析及び画像処理サブシステム8、第1検出器アーム支持体10a、第2検出器アーム支持体10b、接続固定装置11、第1散乱防止シールド12a、第2散乱防止シールド12b、装置チャンバ13、制御チャンバ14、第1調節可能固定装置15a、第2調節可能固定装置15b、第1搬送装置16a、及び第2搬送装置16bを有する。

電子加速器1、遮蔽コリメータ装置2等は、装置チャンバ13内に載置され、かつ、互いに平行に設けられている第1検査チャネル3と第2検査チャネル4との間に位置している。電子加速器の軸もまた検査チャネルに対して平行である。コリメータ202aが設けられる第1平面1は第1検査チャネル3に対して垂直である。コリメータ202bが設けられる第2平面2は第2検査チャネル4に対して垂直である。コリメータ202a,202bの扇形形状のスリットはそれぞれ、下方に-15°と上方に+75°を含む90°の合計視野角を有する。C字形状の検出器アーム支持体10aは第1検査チャネル3の外部に設けられている。第1検出器アレイ5はC字形状の検出器アーム支持体10aの内部に載置されている。2つのC字形状の検出器アームの上部は、装置チャンバ13を交差する接続固定装置11によって接続される。2つのC字形状の検出器アームの底部は、それぞれコリメータ202aと202bに対応する位置においてそれぞれ第1調節可能固定装置15aと第2調節可能固定装置15bによって床上に固定される。換言すると、標的地点O、コリメータ202a、及び第1検出器アレイ5は、第1平面1内に設けられ、かつ、標的地点O、コリメータ202b、及び第2検出器アレイ6は、第2平面2内に設けられる。検出器アーム支持体10、接続固定装置11、及び調節可能載置固定装置15は、大きな“Ω”形状を形成する。第1搬送装置16aと第2搬送装置16bはそれぞれ、第1検査チャネル3と第2検査チャネル4内に載置され、かつ、X線の検査領域を通過させるように大きな箱−たとえば航空コンテナ、航空トレイ等−を運んで良い。第1散乱防止シールド12aの一の部分は装置チャンバ13と第1検査チャネル3との間に設けられる。第1散乱防止シールド12aの他の部分は第1検出器アーム支持体10aの後方に設けられる。第2散乱防止シールド12bの一の部分は装置チャンバ13と第2検査チャネル4との間に設けられる。第2散乱防止シールド12bの他の部分は第2検出器アーム支持体10bの後方に設けられる。第1散乱防止シールド12aと第2散乱防止シールド12bは、鉛のシートと鋼鉄のシートからなる複合構造を有する。鉛のシートはX線を遮蔽するのに用いられる。鋼鉄のシートは構造を支持及び固定するのに用いられる。散乱防止シールドは、第1X線ビームX1と第2X線ビームX2を遮蔽しないようにコリメータ202aと202bに対応する位置に縞状の開口部を有する。電力供給及び制御サブシステム、信号解析及び画像処理サブシステム8、事務施設等は、制御チャンバ14内に配置されている。装置チャンバ13と制御チャンバ14は、断熱層を備える鋼鉄構造のキャビンで、基本設備−たとえば窓、ドア、空調設備、照明、換気設備等−を有し、上部にはホイスティング構造を有し、底部には固定構造を有し、かつ、自在に設置することが可能である。装置チャンバ、制御チャンバ、搬送装置、及び検出器アーム支持体は、ケーブルを介して相互接続される。これらの構造の各々は比較的独立していて、かつ、スポット上で自在に固定及び載置可能である。従ってシステムは結合静止型と呼ばれる。係る結合静止型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、大規模又は中規模のコンテナ、たとえば空港又は貨物停車場のような場所で箱状の貨物及び他の対象物への透視イメージング検査の実行に用いることができる。

図7は、車両移動型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムの例を表している。

車両移動型二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、電子加速器1、遮蔽コリメータ装置2、第1検査チャネル3、第2検査チャネル4、第1検出器アレイ5、第2検出器アレイ6、電力供給及び制御サブシステム7、信号解析及び画像処理サブシステム8、シャシ30、電源キャビン31、X線源キャビン32、装置キャビン33、操作キャビン34を有し、かつさらに、折りたたみ可能なL字形状の第1検出器アーム支持体10a、第1持ち上げ回転装置41、第1接続支持装置42、第1折りたたみ接続装置43によって構成される第1アーム支持システム、及び、折りたたみ可能なL字形状の第2検出器アーム支持体10b、第2持ち上げ回転装置45、第2接続支持装置46、第1折りたたみ接続装置47によって構成される第2アーム支持システムを有する。

シャシ30は、大きなトラック−たとえばボルボの3軸大型シャシ−である。その上には複数のキャビンが設けられている。キャビンは、電源キャビン31、X線源キャビン32、装置キャビン33、操作キャビン34等を有する。各キャビンは、設備−たとえば必要に応じて断熱層、窓、空調設備、照明、換気設備等−を有するように設計される。

電源装置は電源キャビン31内に載置される。電源装置は、電力発生装置−たとえばディーゼル発生装置−及び/又は電源接続装置−たとえばケーブル及び電源と接続する自動ドラムを有する装置−であって良い。電源キャビンは、システム全体へ電力を供給し、かつ、一般的には15kVAを超える電力容量を有する。

電子加速器1、遮蔽コリメータ装置2等は、X線源キャビン32内に載置される。電子加速器の軸Lはシャシの左右対称線に対して平行である。電子加速器はその対称線上である。遮蔽コリメータ装置の2つのコリメータ202aと202bは、それぞれ電子加速器の軸の両側に設けられ、かつ、その軸に対して垂直である。取り出された第1X線ビームX1と第2X線ビームX2は、シャシの両側からX線源キャビン32の両側の縞状開口部を通り抜けるように放射される。車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムはさらに、有意な提供された状態に応じる支援遮蔽設備、放射線マーキング、音響光学警告、環境照射量モニタ、カメラモニタ、安全インターロック等によって構成される放射線安全防護サブシステムを有して良い。放射線安全防護サブシステムの装置の全部又は一部もまた線源キャビン内に載置されて良い。

電力供給及び制御サブシステム7、信号解析及び画像処理サブシステム8、及び他の関連する装置は、装置チャンバ33内に載置される。電力供給及び制御サブシステム7は、第1アーム支持システムと第2アーム支持システムの運動制御用分岐サブシステムをさらに有する。

操作キャビン34はシャシの後部内に載置されている。事務用机及び椅子、表示装置、動作制御装置等は、操作キャビン34内部に載置されて良い。操作キャビン34は、オペレータが車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムを操作するための場所である。

第1持ち上げ回転装置41と第2持ち上げ回転装置45はそれぞれ、X線源キャビン32の上部内の各側部のコリメータ202aと202bに対応する場所に載置されている。折りたたみ可能なL字形状の第1検出器アーム支持体10aは、第1接続支持装置42によって第1持ち上げ回転装置41へ接続される。折りたたみ可能なL字形状の第1検出器アーム支持体10aは2つの線分−具体的には“−”部分と“｜”部分−に分割される。第1検出器上部アレイ51は“−”部分上に載置される。第1検出器側部アレイ52は“｜”部分内に載置される。2つの部分は、第1アーム支持システムを構成するように第1折りたたみ接続装置43によって接続される。第1持ち上げ回転装置41は、様々な実装方法−たとえば油圧装置、空気圧装置、モータ等−によって、シャシに対して第1アーム支持システムを持ち上げ、かつ、ある角度に回転させるのに用いられる。第1折りたたみ接続装置43は、L字形状の検出器アーム支持体の2つの線分−具体的には“−”部分と“｜”部分−を接続し、かつ、様々な実装方法−たとえば油圧装置、空気圧装置、モータとギアの組み合わせ等−によって、“＝”形状として2つの部分を折りたたみ、又は、“L”字形状として2つの部分を折りたたまないようにするのに用いられている。非動作状態では、第1アーム支持システムが、折りたたみ及び巻き上げによって、シャシの上部の点線で示された長方形35によって表される位置に設けられる。動作状態では、第1アーム支持システムは、シャシの右側で折りたたまれていない状態となる。その際、第1検出器上部アレイ51と側部アレイ52は、第1X線ビームX1が存在する第1平面1内に設けられる。折りたたまれていない第1アーム支持システムはシャシと共に、「ゲート型」構造を構成する。「ゲート型」構造中には、第1検査チャネル3が存在する。

折りたたみ可能なL字形状の第2検出器アーム支持体10bは、第2接続支持装置46によって第2持ち上げ回転装置45へ接続される。折りたたみ可能なL字形状の第2検出器アーム支持体10bは2つの線分−具体的には“−”部分と“｜”部分−に分割される。第2検出器上部アレイ61は“−”部分上に載置される。第2検出器側部アレイ62は“｜”部分内に載置される。2つの部分は、第2アーム支持システムを構成するように第2折りたたみ接続装置47によって接続される。第2持ち上げ回転装置47は、様々な実装方法−たとえば油圧装置、空気圧装置、モータ等−によって、シャシに対して第2アーム支持システムを持ち上げ、かつ、ある角度に回転させるのに用いられる。第2折りたたみ接続装置47は、L字形状の検出器アーム支持体の2つの線分−具体的には“−”部分と“｜”部分−を接続し、かつ、様々な実装方法−たとえば油圧装置、空気圧装置、モータとギアの組み合わせ等−によって、“＝”形状として2つの部分を折りたたみ、又は、“L”字形状として2つの部分を折りたたまないようにするのに用いられている。非動作状態では、第2アーム支持システムが、折りたたみ及び巻き上げによって、シャシの上部の点線で示された長方形36によって表される位置に設けられる。動作状態では、第2アーム支持システムは、シャシの左側で折りたたまれていない状態となる。その際、第2検出器上部アレイ61と側部アレイ62は、第2X線ビームX2が存在する第2平面2内に設けられる。折りたたまれていない第2アーム支持システムはシャシと共に、「ゲート型」構造を構成する。「ゲート型」構造中には、第2検査チャネル4が存在する。

車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムのすべての設備は、特殊装備車両を構成するようにシャシ上で一体化される。通常、検出器アーム支持システムは、（図7の点線の長方形で示されているように）領域35及び領域36内で折りたたまれ、かつ、巻き上げられる。車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、シャシによって、様々な道路−たとえば郡道（county-level road）以上のレベルの道路で運転可能であるため、様々な状況において自在に用途の要求を満たすことができる。

動作原理及び処理は以下の通りである。

車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、ある用途の要件となる場所へ移動される。詳細な動作処理は以下の通りである。

(1) 車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、平坦で開放された作業場に停車する。オペレータは操作キャビンへ乗り込んでシステムを動かし始める。

(2) 電源キャビン31内の電源装置が動作を開始し、たとえば、発電機が動作し始めるか、又は、電気ケーブルが電源装置に接続される。電力が、車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムへ供給される。

(3) 電力供給及び制御サブシステム7中の検出器アーム支持システムの運動を制御するための分岐サブシステムが以下のように動作する。

(a) 第1アーム支持システムについては、最初に第1持ち上げ回転装置41がある高さにまで上昇し、その後時計回りにある角度−たとえば90°−だけ回転する。その際第1検出器上部アレイ41と第1検出器側部アレイ42は、標的地点Oとコリメータ202aが位置する第1平面1内に設けられる。第1折りたたみ接続装置43は、折りたたみ可能なL字形状の第1検出器アーム支持体10aを、折りたたまれた“＝”状態から折りたたまれていない“L”状態にする。

(b) 第2アーム支持システムについては、最初に第2持ち上げ回転装置45がある高さにまで上昇し、その後反時計回りにある角度−たとえば90°−だけ回転する。その際第2検出器上部アレイ61と第2検出器側部アレイ62は、標的地点Oとコリメータ202bが位置する第2平面2内に設けられる。第2折りたたみ接続装置47は、折りたたみ可能なL字形状の第2検出器アーム支持体10bを、折りたたまれた“＝”状態から折りたたまれていない“L”状態にする。

(a)と(b)は順次実行されて良いし、又は、同時に実行されても良い。シャシの各側部上の2つの検出器アーム支持システムとシャシは、“M”構造を構成する。

(4) 対象物−たとえばコンテナトラック、バン、客車、乗用車等−はそれぞれ、第1検査チャネル3又は第2検査チャネル4内に停車する。運転手は対象物から離れる。

(5) 電力供給及び制御サブシステム7は電子加速器を動かし始め、第1X線ビームX1がコリメータ202aを介して第1平面内で出力され、同時に第2X線ビームX2がコリメータ202bを介して第2平面内で出力される。X1は、対象物への侵入後、第1検出器アーム支持体10aの“−”部分中の検出器アレイ51及び第1検出器アーム支持体10aの“｜”部分中の検出器アレイ52へ直接到達する。X2は、対象物への侵入後、第2検出器アーム支持体10bの“−”部分中の検出器アレイ61及び第2検出器アーム支持体10bの“｜”部分中の検出器アレイ62へ直接到達する。すべての検出器アレイは受け取った信号を変換し、かつ、変換した信号を信号解析及び画像処理サブシステム8へ送信する。

(6) 電力供給及び制御サブシステム7が電子加速器を動かし始める一方で、シャシは自動的に駆動し始め、かつ、設定速度で直線に沿って移動することで、検査チャネル内のすべての対象物でX線ビームX1とX2を走査させる。

(7) 対象物の幾何学構造と材料に関する情報を反映する第1検査チャネルX線透視データ及び第2検査チャネルX線透視データは、信号解析及び画像処理サブシステム8によって同期しながら（上述の段階(5),(6)と同期しながら）取得される。対象物の透視画像は、リアルタイムで表示装置上に表示される。オペレータは、画像情報に基づいて検査目的−たとえば密輸品検査、危険物検査、禁制品検査等−を実現する。

(8) 検査が完了して解決する必要のある問題がない場合には、対象物−たとえばコンテナトラック、客車、乗用車等−は検査チャネルから離れる。

(9) 多数の対象物の集まりが存在する場合、(4)-(8)が繰り返される。検査処理が完了した場合、電子加速器は停止し、X線は発生しない。

(a) 第1アーム支持システムについては、最初に第1折りたたみ接続装置43が、折りたたみ可能なL字形状の第1検出器アーム支持体10aを、折りたたまれていない状態“L”から折りたたまれた状態“＝”へ巻き込ませる。第1持ち上げ回転装置41は、折りたたまれたL字形状の第1検出器アーム支持体10aが、点線の長方形35によって示された領域の上方に到達するようにある角度−たとえば90°−だけ反時計回りに回転し、かつ、格納用の場所に到達するようにある高さにまで降下する。

(b) 第2アーム支持システムについては、最初に第2折りたたみ接続装置47が、折りたたみ可能なL字形状の第2検出器アーム支持体10bを、折りたたまれていない状態“L”から折りたたまれた状態“＝”へ巻き込ませる。第2持ち上げ回転装置45は、折りたたまれたL字形状の第2検出器アーム支持体10bが、点線の長方形36によって示された領域の上方に到達するようにある角度−たとえば90°−だけ時計回りに回転し、かつ、格納用の場所に到達するようにある高さにまで降下する。

(a)と(b)は順次実行されて良いし、又は、同時に実行されても良い。

(10) オペレータは、システムを停止させ、電力をオフにし、かつ、操作チャンバから離れる。車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、次の試料へ動かされる。

車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、対象物を持ち上げ、かつ、対象物の完全なイメージングを実現する傾斜台37をさらに有して良い。たとえば乗用車が検査されるとき、その乗用車のタイヤもまた、禁制品−たとえば薬物−がそのタイヤの中に隠されていないか否かを検査するためにイメージングされて良い。傾斜台37は、既知設計構造−たとえば鋼鉄フレーム構造又は備え付けの傾斜台−を有する。システムがイメージングを実行しているとき、傾斜台37の構造情報の一部は、対象物の画像への傾斜台の影響を緩和又は除去するように排除されて良い。傾斜台37が鋼鉄フレーム構造である場合、非動作状態においては、傾斜台37は、一部分としてシャシの近くで保持され、かつ、シャシと共に移動して良い。

車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、コンテナ車両、大規模/中規模/小規模トラック、様々な乗用車、及び小型客車等の透視イメージングを実行し、かつ、密輸品、危険物、又は禁制品を含む恐れのある対象物を迅速で効率的に検査するように明確な透視画像を取得するため、税関、ランドポート（land port）、空港、重要な場所等に配置されて良い。

図8は、車両型移動二重チャネル/二重エネルギー/二重視野角高エネルギーX線透視イメージングシステムの例を表している。

図7に図示された車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムと比較すると、車両型移動二重チャネル/二重エネルギー/二重視野角高エネルギーX線透視イメージングシステムは、同様の基本構造−たとえばシャシ−を有する。両者の主たる相違点は、遮蔽コリメータ装置202が4つのコリメータ202a,202b,202c,202dを有し、4つのコリメータ202a,202b,202c,202dは、電子ビームEの軸の両側に分布され、かつ、それぞれ第1X線ビームX1、第2X線ビームX2、第3X線ビームX3、及び第4X線ビームX4を生成する点である。X1とX3は、シャシの右側から外へ向かうように導かれ、かつ、様々なエネルギーを有する。X1は低エネルギーX線ビームである。X3は高エネルギーX線ビームである。さらにX1が存在する第1平面1とX3が存在する第3平面3は、検査チャネル3に対してそれぞれ異なる視野角を有する。X2とX4は、シャシの左側から外へ向かうように導かれ、かつ、様々なエネルギーを有する。X2は低エネルギーX線ビームである。X4は高エネルギーX線ビームである。さらにX2が存在する第2平面2とX4が存在する第4平面4は、検査チャネル4に対してそれぞれ異なる視野角を有する。上記に対応して、4組の検出器アーム支持体が存在し、かつ、各組は、図7に表された通常の車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムと実質的に同一の組成、構造、及び動作原理を有する。動作状態では、第1検査チャネル3を構成するように、第1組の検出器アーム支持体10aが内部に載置された第1低エネルギー検出器アレイを第1平面1内に設け、かつ、第3組の検出器アーム支持体10cが内部に載置された第1高エネルギー検出器アレイを第3平面3内に設け、第2検査チャネル4を構成するように、第2組の検出器アーム支持体10bが内部に載置された第2低エネルギー検出器アレイを第2平面2内に設け、かつ、第4組の検出器アーム支持体10dが内部に載置された第2高エネルギー検出器アレイを第4平面4内に設ける。

車両型移動二重チャネル/二重エネルギー/二重視野角高エネルギーX線透視イメージングシステムは、図7に図示された車両型移動二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムと実質的に同様の動作過程を有する。ただし、画像処理において追加の工程が存在する、つまり、さらなるアルゴリズム解析及び処理が、信号解析及び画像処理サブシステム8のそばに位置する4組の検出器システムによって取得される4つの透視画像上で実行され、かつ、第1検査チャネル3と第2検査チャネル4内の対象物の階層構造及び材料に関する情報を反映する2つの透視画像が生成される点は除く。

特許文献2は、それぞれ異なる視野角を有する2つのX線ビームを用いて、最終的に多層画像を構築することによって、対象物に透視イメージングを実行する方法を詳細に説明している。一の実施例では、第1検査チャネル3の二重視野角透視画像が、2つの平面1,3内で取得された画像へ二重視野角画像再構成アルゴリズムを適用することによって得られ、かつ、第2検査チャネル4の二重視野角透視画像が、2つの平面2,4内で取得された画像へ二重視野角画像再構成アルゴリズムを適用することによって得られる。

たとえば特許文献3は、それぞれ異なる視野角を有する2つのX線ビームを用いて、最終的に材料の情報を反映する透視画像を構築することによって、順次対象物に透視イメージングを実行する方法を詳細に説明している。一の実施例では、第1検査チャネル3の二重エネルギー透視画像が、2つの平面1,3内で得られた画像へ二重エネルギー材料認識アルゴリズムを適用することによって得られ、かつ、第2検査チャネル4の二重エネルギー透視画像が、2つの平面2,4内で得られた画像へ二重エネルギー材料認識アルゴリズムを適用することによって得られる。

電子ビームが標的に衝突するとき、標的に対して各異なる方位角で生成されるX線ビームが各異なるエネルギー及び強度分布を有するので、複数の遮蔽コリメータ装置が標的に対して各異なる角度で配置されているとき、電子加速器及び複数の遮蔽コリメータ装置によって構成されるサブシステムは、各異なる角度、各異なる強度、各異なるエネルギー分布を有する複数のX線ビームを導いて良い。複数のX線ビームは、各異なる強度、各異なるエネルギー、及び各異なる角度に加えて、特徴−たとえば均一な強度分布、相対的に小さなエネルギー拡がり、及びそれぞれの平面扇形形状の領域における相対的に小さなX線の焦点−を有する。

まとめると、図8に表された車両型移動二重チャネル/二重エネルギー/二重視野角高エネルギーX線透視イメージングシステムは、2つの検査チャネル内の複数の対象物についての構造を構成する層の情報と材料の情報を有する透視イメージングを実行して良い。当該システムは、コンテナ車両、大規模/中規模/小規模トラック、様々な乗用車、及び小型客車等の透視イメージングを実行し、かつ、密輸品、危険物、又は禁制品を含む恐れのある対象物を迅速で効率的に検査するように明確な透視画像を取得するため、税関、ランドポート（land port）、空港、重要な場所等に配置されて良い。

本発明による二重チャネル高エネルギーX線透視イメージングシステムは、電子加速器、遮蔽コリメータ装置、少なくとも2つの検出器アレイ、並びに、様々な機械複合構造の設計によって、1つだけの電子加速器、少なくとも2組のX線ビーム、及び少なくとも2組の検出系を用いることで少なくとも2つのチャネル内で複数の対象物の透視イメージングを同時に実行することができる。本発明によるX線透視イメージングシステムは、静止型、集合型、トラック移動型、又は車両移動型等の特定形態で設計されて良く、かつ、次のような利点を有する。2つのチャネルが同時に検査されること、高速であること、1つの電子加速器しか用いられないこと、構造が単純なこと、及び、低コストなことである。コバルト60の代わりに、電子加速器が線源として用いられる。セキュリティの信頼性が高まる。より多くのX線ビームの組が、コリメータの設計によって取り出され得る。透視イメージングの階層的視認可能性を可能にする二重視野角が実現され得る。様々なエネルギーのX線ビームが、前記複数の対象物の材料認識を実現するように取り出されて良い。統合された多機能の二重チャネル/二重エネルギー/二重視野角高エネルギーX線透視イメージングシステムが実現され得る。さらに本発明における前記X線ビームは、該X線ビームの平面扇形形状の領域内において多数の利点−たとえば小さなエネルギー拡がり、均一な強度分布、小さな標的地点、及び、大きな角度での取り出しが可能になること等−を有する。当該X線透視イメージングシステムの画質は改善され得る。本発明によるX線透視イメージングシステムは、静止型、集合型、トラック移動型、又は車両移動型等の特定形態で設計されて良く、かつ、複数の利点−たとえば単純な構造、低費用、強力な機能、良好な画質等−を有する。

本発明は添付図面と上述の説明において図示及び説明されてきたが、係る図示及び説明は、限定ではなく例示と扱われるべきである。本発明は開示された実施例に限定されない。

たとえば上述の電子加速器として、本発明は、単一エネルギーの加速器の採用に限定されず、二重エネルギー加速器又は多重エネルギー加速器を採用しても良い。

たとえば本発明のX線透視イメージングシステムが、上述の実施例において2つの検査チャネルしか有しないものとして説明されてきたとしても、本発明は、2つの検査チャネルしか有しない場合に限定されない。本発明の原理及び基本概念に従えば、当業者によって、上述の実施例におけるX線透視イメージングシステムは、3つ以上の検査チャネルを備える用途にすぐに適合し得ることに留意して欲しい。

たとえば上述の実施例は、それぞれ電子加速器の両側に2つの検査チャネルを設ける場合について説明しているが、本発明は、そのような検査チャネルの配置に限定されない。本発明の原理及び基本概念に従えば、当業者によって、上述の実施例におけるX線透視イメージングシステムは、電子加速器の同一の側部又は各異なる側部にそれぞれ2つ以上の検査チャネルが設けられる用途にすぐに適合し得ることに留意して欲しい。たとえば複数の検査チャネルは、電子加速器の同一の側部に設けられて良いし、又は各異なる側部に設けられても良い。あるいはその代わりに、1つ以上の検査チャネルが、電子加速器の右側、左側、及び前方のいずれかに設けられ、それ以外の検査チャネルが、電子加速器の右側、左側、及び前方のうちの1つ以上の検査チャネルが設けられていない場所に設けられて良い。

本願請求項において記載された発明を実施するとき、当業者は、図面、開示、及び添付された特許請求の範囲を検討することによって開示された実施例の他の変化型を理解及び実施することができる。従属請求項中に記載された特定の事項が互いに異なるという事実だけでは、これらの事項の組み合わせが有利に利用され得ないことは示唆されない。

Claims (23)

1. 電子加速器、遮蔽コリメータ装置、少なくとも2つの検出器アレイを有する、少なくとも2つの検査チャネル内での複数の対象物の透視イメージング用X線透視イメージングシステムであって、
   前記電子加速器は、電子放出ユニット、電子加速ユニット、及び標的を有し、
   前記遮蔽コリメータ装置は、遮蔽構造、及び、前記少なくとも2つの検出器アレイにそれぞれ対応する少なくとも2つのコリメータを有し、
   前記少なくとも2つの検出器アレイの各々、この検出器アレイに対応する前記コリメータ、及び、電子ビームによって標的とされる標的地点は、ある面内に設けられ、
   前記少なくとも2つのコリメータの各々は、均一な強度分布を有する平面扇形形状のX線ビームを取り出すために、均一な厚さを有するスリットであり、
   前記少なくとも2つの検出器アレイの各々は、前記標的地点を円弧中心とする円弧上に設けられ、
   取り出された前記X線ビームの各々は、水平面(0°)に対して下方の視野角15°（-15°）及び上方の視野角75°(+75°)を有する、
   X線透視イメージングシステム。
2. 前記少なくとも2つの検査チャネルが第1検査チャネルと第2検査チャネルを含み、
   前記少なくとも2つの検出器アレイは、前記第1検査チャネルと前記第2検査チャネルにそれぞれ対応する第1検出器アレイと第2検出器アレイを有し、
   前記少なくとも2つのコリメータは、前記第1検出器アレイと前記第2検出器アレイにそれぞれ対応する第1コリメータと第2コリメータを有し、
   前記第1コリメータと前記第2コリメータはそれぞれ、前記電子加速器の軸の両側に設けられ、
   前記第1検査チャネルと前記第2検査チャネルはそれぞれ、前記電子加速器の両側に設けられ、
   前記第1コリメータ、前記第1検出器アレイ、及び、前記電子ビームによって標的とされる前記標的地点は、第1平面内に設けられ、かつ、
   前記第2コリメータ、前記第2検出器アレイ、及び、前記電子ビームによって標的とされる前記標的地点は、第2平面内に設けられる、
   請求項1に記載のX線透視イメージングシステム。
3. 前記第1平面と前記第2平面はそれぞれ、電子ビームEの軸に対して第1角度と第2角度をなし、
   前記第1角度及び/又は前記第2角度は30°乃至150°の角度範囲を有し、かつ、
   均一な強度分布を有する第1X線ビームと第2X線ビームはそれぞれ、前記第1平面と前記第2平面内で取り出される、
   請求項2に記載のX線透視イメージングシステム。
4. 前記第1角度と前記第2角度の大きさは等しく、かつ、
   前記第1X線ビームと前記第2X線ビームは面対称である、
   請求項3に記載のX線透視イメージングシステム。
5. 前記電子加速器の軸と前記第1検査チャネルとのなす角度及び前記電子加速器の軸と前記第2検査チャネルとのなす角度がいずれも60°未満である、請求項2に記載のX線透視イメージングシステム。
6. 前記電子加速器の軸が前記第1検査チャネル及び前記第2検査チャネルに対して平行である、請求項5に記載のX線透視イメージングシステム。
7. 前記第1平面と前記第1チャネルとの間で生成される角度及び前記第2平面と前記第2チャネルとの間で生成される角度がいずれも45°よりも大きい、請求項2に記載のX線透視イメージングシステム。
8. 前記第1平面と前記第1チャネルとの間で生成される角度及び前記第2平面と前記第2チャネル4との間で生成される角度がいずれも90°である、請求項7に記載のX線透視イメージングシステム。
9. 前記検出器アレイが、1列以上の列で配置される複数の検出器で構成される、請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載のX線透視イメージングシステム。
10. 前記検出器を載置及び固定するために第1検出器アーム支持体と第2検出器アーム支持体をさらに有する請求項1に記載のX線透視イメージングシステムであって、
    前記第1検出器アーム支持体と前記第2検出器アーム支持体は管形状で、かつ、
    前記第1検出器アーム支持体と前記第2検出器アーム支持体は、前記検出器の端面へX線が直接到達するのを妨害しないように、前記検出器の端面に対応する位置に開口部を有する、
    X線透視イメージングシステム。
11. 前記第1検出器アーム支持体と前記第2検出器アーム支持体の接続及び固定に用いられる接続固定装置をさらに有する、請求項10に記載のX線透視イメージングシステム。
12. 適切な温度及び湿度の動作環境を与える装置チャンバをさらに有する請求項1に記載のX線透視イメージングシステムであって、
    前記装置チャンバ内では、前記電子加速器が載置及び固定される、
    X線透視イメージングシステム。
13. 第1検出器アーム支持体と第2検出器アーム支持体をさらに含み、
    前記第1検出器アーム支持体と前記第2検出器アーム支持体が、前記装置チャンバに固定した状態で接続され、
    そのとき前記第1検出器アレイは前記第1平面内に設けられ、かつ、前記第2検出器アレイは第2平面内に設けられる、
    請求項12に記載のX線透視イメージングシステム。
14. 請求項1に記載のX線透視イメージングシステムであって、当該システムのオペレータ用に装置の操作を行うための適切な場所を提供する制御チャンバをさらに有する、X線透視イメージングシステム。
15. 請求項10乃至14のうちいずれか一項に記載のX線透視イメージングシステムであって、当該X線透視イメージングシステムの全断面は、π字形状、Ｍ字形状、又はΩ字形状を有する、X線透視イメージングシステム。
16. それぞれ前記第1検出器アーム支持体と前記第2検出器アーム支持体を床に固定し、かつ、前記第1検出器アーム支持体と前記第2検出器アーム支持体の位置と前記開口部の方向を自在に調節する第1調節可能固定装置と第2調節可能固定装置をさらに有する請求項10、11又は13に記載のX線透視イメージングシステムであって、
    そのとき前記第1検出器アレイは前記第1平面内に設けられ、かつ、前記第2検出器アレイは前記第2平面内に設けられ、かつ、
    当該X線透視イメージングシステムの全断面は、III字形状を有する、
    X線透視イメージングシステム。
17. 少なくとも1つの搬送装置をさらに有する請求項2乃至8のうちいずれか一項に記載のX線透視イメージングシステムであって、
    前記少なくとも1つの搬送装置は、前記第1検査チャネル及び/又は前記第2検査チャネル内に設けられ、かつ、前記X線が放射される前記領域を設定速度で通過するように前記対象物を引き込むのに用いられる、
    X線透視イメージングシステム。
18. 前記オペレータ及び公衆の安全を保証するように、前記X線が前記対象物へ侵入するときに生成される反射線と散乱線を遮蔽するため、前記検査チャネルの一方の側又は両側に配置される散乱防止シールドさらに有する、請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載のX線透視イメージングシステム。
19. 前記対象物の断面の任意の部分が取り出された前記X線ビームの範囲内に属するように前記対象物を持ち上げる傾斜台をさらに有する、請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載のX線透視イメージングシステム。
20. 装置チャンバ、少なくとも1つの搬送装置、第1検出器アーム支持体、第2検出器アーム支持体、及び、制御チャンバをさらに有する請求項2乃至8のうちいずれか一項に記載のX線透視イメージングシステムであって、
    前記装置チャンバは前記第1検査チャネルと前記第2検査チャネルとの間の床に固定され、
    前記装置チャンバ内部には前記電子加速器と前記遮蔽コリメータ装置が載置され、
    前記少なくとも1つの搬送装置は、前記第1検査チャネル及び/又は前記第2検査チャネル内に載置され、かつ、設定速度で前記X線によって放射される領域を通り抜けるように前記対象物を引き込むのに用いられ、
    前記第1検出器アーム支持体は前記第1検査チャネルの外部に設けられ、そのとき前記第1検出器アーム支持体では、前記第1コリメータが設けられる前記第1平面内に設けられるように第1検出器アレイが載置され、
    前記第2検出器アーム支持体は前記第2検査チャネルの外部に設けられ、そのとき前記第2検出器アーム支持体では、前記第2コリメータが設けられる前記第2平面内に設けられるように第2検出器アレイが載置され、
    前記制御チャンバ内には、電力供給及び制御サブシステム、並びに信号解析及び画像処理サブシステムが載置され、
    前記X線透視イメージングシステムの全断面は、Ω字形状を有する、
    X線透視イメージングシステム。
21. シャシ上に載置可能な請求項2乃至8のうちいずれか一項に記載のX線透視イメージングシステムであって、
    当該X線透視イメージングシステムは、少なくともX線源キャビン、装置キャビン、操作キャビン、第1アーム支持システム、及び第2アーム支持システムを有し、
    前記電子加速器及び前記遮蔽コリメータ装置は前記X線源キャビン内に載置され、
    第1X線ビームが、前記第1コリメータによって前記シャシの一の面へ向かうように取り出され、
    第2X線ビームが、前記第2コリメータによって前記シャシの他の面へ向かうように取り出され、
    前記第1アーム支持システムは前記第1検出器アレイを有し、
    前記第1アーム支持システムの動作状態では、前記第1アーム支持システムは、前記シャシの一の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第1検出器アレイは、前記第1コリメータが設けられる前記第1平面内に設けられ、
    前記第1アーム支持システムの非動作状態では、前記第1アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納され、前記第2アーム支持システムは前記第2検出器アレイを有し、
    前記第2アーム支持システムの動作状態では、前記第2アーム支持システムは、前記シャシの他の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第2検出器アレイは、前記第2コリメータが設けられる前記第2平面内に設けられ、
    前記第2アーム支持システムの非動作状態では、前記第2アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納され、
    電力供給及び制御サブシステム、並びに信号解析及び画像処理サブシステムは、前記装置キャビン内に載置され、
    前記操作キャビン内には、システム操作用装置及び事務作業室が載置される、
    X線透視イメージングシステム。
22. シャシ上に載置可能な請求項2乃至8のうちいずれか一項に記載のX線透視イメージングシステムであって、
    当該X線透視イメージングシステムは、少なくともX線源キャビン、装置キャビン、操作キャビン、第1アーム支持システム、第2アーム支持システム、第3アーム支持システム、及び第4アーム支持システムを有し、
    前記電子加速器及び前記遮蔽コリメータ装置は前記X線源キャビン内に載置され、前記遮蔽コリメータ装置は第3コリメータ及び第4コリメータをさらに含み、
    前記第1コリメータ及び前記第3コリメータは、前記標的に対して異なる角度で設けられ、かつ異なるエネルギーと角度を有する第1X線ビームと第3X線ビームをそれぞれ前記シャシの一の面へ導き、
    前記第2コリメータ及び前記第4コリメータは、前記標的に対して異なる角度で設けられ、かつ異なるエネルギーと角度を有する第2X線ビームと第4X線ビームをそれぞれ前記シャシの他の面へ導き、
    前記第1アーム支持システムは第1低エネルギー検出器アレイを有し、
    前記第1アーム支持システムの動作状態では、前記第1アーム支持システムは、前記シャシの一の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第1低エネルギー検出器アレイは、前記第1コリメータが設けられる前記第1平面内に設けられ、
    前記第1アーム支持システムの非動作状態では、前記第1アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納され、前記第3アーム支持システムは第1高エネルギー検出器アレイを有し、
    前記第3アーム支持システムの動作状態では、前記第3アーム支持システムは、前記シャシの他の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第1高エネルギー検出器アレイは、前記第3コリメータが設けられる第3面内に設けられ、
    前記第3アーム支持システムの非動作状態では、前記第3アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納され、
    前記シャシと共に前記第1アーム支持システム及び前記第3アーム支持システムによって構成される2つの「ゲート型」構造−一の構造は他の構造の前方に位置する−は、前記第1検査チャネルを構成し、
    前記第2アーム支持システムは第2低エネルギー検出器アレイを有し、
    前記第2アーム支持システムの動作状態では、前記第2アーム支持システムは、前記シャシの一の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第2低エネルギー検出器アレイは、前記第2コリメータが設けられる前記第2平面内に設けられ、
    前記第2アーム支持システムの非動作状態では、前記第2アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納され、
    前記第4アーム支持システムは第2高エネルギー検出器アレイを有し、
    前記第4アーム支持システムの動作状態では、前記第4アーム支持システムは、前記シャシの他の面上に折りたたまれておらず、かつ、前記シャシと共に「ゲート型」構造を構成し、かつ、前記第2高エネルギー検出器アレイは、前記第4コリメータが設けられる第4面内に設けられ、
    前記第4アーム支持システムの非動作状態では、前記第4アーム支持システムは、前記シャシの上部で折りたたまれて格納され、
    前記シャシと共に前記第2アーム支持システム及び前記第4アーム支持システムによって構成される2つの「ゲート型」構造−一の構造はは他の構造の前方に位置する−は、前記第2検査チャネルを構成し、
    電力供給及び制御サブシステム、並びに信号解析及び画像処理サブシステムは、前記装置キャビン内に載置される、
    X線透視イメージングシステム。
23. 請求項1乃至19及び21乃至22のうちいずれか一項に記載のX線透視イメージングシステムを有する車両。